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旋轉led廣告顯示屏設計(編輯修改稿)

2024-07-27 01:19 本頁面
 

【文章內容簡介】 沿進行采樣時必須保持穩(wěn)定。數據移入時,首先移入MSB。即首先同步輸入數據位D15,然后依次輸入其它15位數據,到LSB位D0結束。CLK是串行時鐘輸入,在其上升沿將數據通過DIN移入MAX6969的16位移位寄存器。LE是MAX6969鎖存器的裝載輸入。LE為高電平時(透明傳輸鎖存器),數據由MAX6969的16位移位寄存器傳輸至16位鎖存器,并在LE下降沿鎖存數據()。 MAXIM6969控制時序圖第四個輸入為輸出驅動器提供輸出使能控制。OE為高電平時強制輸出OUT0–OUT15為高阻態(tài),并且不會改變輸出鎖存器的內容,為低電平時則使能輸出OUT0–OUT15,以反映輸出鎖存器的狀態(tài)。OE獨立于串口工作。無論OE為何狀態(tài),數據都可移入串口移位寄存器并鎖存。DOUT是串行數據輸出,在CLK的上升沿將數據從MAX6969的16位移位寄存器移出。DIN輸入端的數據移入移位寄存器,并在16個時鐘周期后出現在DOUT端。 AT89S5nrf401無線收發(fā)芯片簡介 AT89S52芯片介紹AT89S52是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫10000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造,兼容標準MCS51指令系統及80C51腳結構,芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。 AT89S52具有如下特點:40個引腳,8k Bytes Flash片內程序存儲器,256 bytes的隨機存取數據存儲器(RAM32),外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口,片內時鐘振蕩器。 此外,AT89S52設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式??臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數器,串行口,外中斷系統可繼續(xù)工作,掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據,停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應不同產品的需求。 nRF401無線收發(fā)芯片nRF401是一個為433MHz ISM 頻段設計的真正單片UHF 無線收發(fā)芯片 它采用FSK調制解調技術nRF401,最高工作速率可以達到20K ,發(fā)射功率可以調整 最大發(fā)射功率是+10dBm天線接口設計為差分天線以便于使用低成本的PCB 天線 nRF401 還具有待機模式這樣可以更省電和高效 nRF401 。nRf401滿足歐州電信工業(yè)標準( ETSI)EN300 。: nRf401具體參數4 系統硬件設計 各功能實現原理(1) 為了使系統能夠長期穩(wěn)定的工作,必須解決系統的供電問題。通過對電機進行改裝,引出電源線,并通過整流、濾波、穩(wěn)壓得到系統供電電源。(2) 實現方法:主要通過電機的改裝。電機的改裝: at{}Ntamp。m 電路的供電和LED的定位是本制作的一個難點。裝在電機上的電路始終在高速旋轉,無法使用通常的方法來給電路供電。但可以通過對電機的改造來解決。一般的直流電機是線圈作為轉子,而永磁體作為定子的。它是通過電刷來實現給線圈供電的,而且直流電機的旋轉需要交變的電流,這是由固定在轉子軸上的換向器來巧妙的實現直流變?yōu)榻涣鞯?。本設計的電路是固定在電機的轉子上的,它和轉子是保持相對靜止的。因此,可以從電機的轉子中取得電源。方法很簡單,也就是從電機的換向器上用漆包線把電引到電路板上,經整流、濾波后給單片機電路供電。換向器上的每個電極什么時候變化,是和電機轉子的位子有關的,可以使用其中的一路信號來給LED顯示的起始位置定位。 =Pjv08{ 具體改裝過程如下: Nr6:/*x 1) 拆開電機,注意拆的時候別弄壞了電機的電刷;2) 小心地從電機換向器上的三個電極引出三條漆包線;3) 取下電機外殼的含油軸承;4) 在軸承的圓片上面鉆了幾個小孔,把那三條漆包線從小孔里穿出來。從而可以用來保護漆包線在轉子和定子結合出的安全。(注意:替代上去的部分是和轉子保持固定,和外殼之間是可以旋轉的)。 U,Pau0:A 5) 組裝回整個電機,電機改裝至此結束。 K!L。`\Vi 重心調節(jié)是最困難的一個技術環(huán)節(jié)。旋轉的重心直接關系到系統的穩(wěn)定的運行,以及安全性問題。旋轉的重心如果不在轉軸上的話,在高速的旋轉中,會產生劇烈的抖動,在巨大的離心力下,會使整個系統分解,產生安全隱患。所以,重心調節(jié)是必須解決的問題。下面介紹重心調節(jié)的方法。首先是電路板的外觀設置。根據物理質心計算方法,可知道,均勻的圓盤的重心就在圓盤的中心。但是,由于電子器件的封裝,重量都是不同的,圓盤電路板的重心是不均勻分布的,比較難調節(jié),故不采用這種方法。 根據杠桿原理,當支點兩端的物體的質量與力距乘積相等時,杠桿就處于平衡。因此我采用了長條方型的電路板結構。M2M1L2L1 杠桿原理示意圖,只要M1*L1 = M2*L2時,在布PCB的同時,只要通過簡單的測量和計算便可以使得杠桿處于平衡。 具體硬件電路實現電機輸出由于電源是從電機中引出來的,所以需要通過整流、濾波才能為系統供電。 整流電路圖穩(wěn)壓輸入 穩(wěn)壓電路 LED旋轉同步設計該電路分為兩個部分:1) 中斷系統采用中斷是為了更有效的利用單片機內部資源。為了能夠連續(xù)的顯示文字和圖象,本文采用了外部中斷的方法,即在外部中斷的時候,計算和調整顯示文字和圖象的時間。為了得到可靠的外部中斷源,有兩種方法。其一,: 采用光感的外部中斷電路但是,這種方法功耗相對比較大,而且成本比較高。為了減少制作成本,通過比較,有個更好的方法。因為電機是三相的,帶電刷轉動的,即每轉一周,三個電刷會得到從高到低,又從低到高的邏輯電平狀態(tài)。因此可以從中引出一條線來作為外部中斷源,這個方法簡單容易實現,: 簡單的外部中斷電路圖該方法利用電刷在轉動過程中的電平變化,通過一個三極管S8050轉換成單片機可以識別的數字邏輯電平,解決了外部中斷的問題,電路簡單,可靠性高。2) LED驅動電路。本文采用了MAXIN公司的MAX6969大電流LED驅動芯片,其外部接口電路非常簡單。如下圖:(圖上的OUT0到OUT15通過一個100Ω電阻接到LED上)。 MAX6969驅動電路 下面簡單的計算一下這個電路的功耗。MAX6969LED驅動電流的大小是由一個外部電阻決定的。在本電路中,這個電阻RSET取360Ω。 RSET = 18000 / IOUT (41)因此 IOUT = 18000/360 = 50 mA (42)其功耗計算如下: PD = (V+ x I+) + (VOUT x DUTY x IOUT x N) (43)其中:V+ = 供電電壓I+ = N路輸出吸收IOUT LED驅動電流時的電源工作電流DUTY = 加至OE端的PWM信號占空比N = 同時用來驅動LED的MAX6969輸出端口數(最大值為16)VOUT = MAX6969驅動負載LED時端口的輸出電壓IOUT = 由RSET設定的LED驅動電流PD = 功耗,如果電流單位為mA,其單位為mWIOUT = 50mA,N = 16,DUTY = 1,VOUT = 2V PD =(5V*50mA)+(2V*1*50mA*16) = (44)5 系統軟件設計 系統編程語言和編程工具在單片機的開發(fā)應用系統中,匯編語言作為傳統的嵌入式系統的編程語言,己經不能滿足實際需要,高級語言被逐漸引入,C語言就是其中之一。C語言是一種通用的計算機程序設計語言,它既有高級語言的各種特征,又能直接操作系統硬件。對于大多數S系列單片機,使用C語言與使用匯編語言相比具有如下優(yōu)點:(1) 不需要了解處理器的指令集,也不必了解存儲器結構。(2) 寄存器分配和尋址方式由編譯器進行管理。(3) 指定操作的變量選擇組合提高了程序的可讀性。(4) 可使用與人的思維更相近的關鍵字和操作函數。(5) 程序的開發(fā)和調試時間大大縮短。(6) C語言中的庫文件提供了許多標準的例程。(7) 可實現模塊化編程技術,從而可將己編制好的程序加入到新程序中。(8) C語言可移植性好且非常普及。8051系列單片機作為工業(yè)標準地位,從80年代開始就有了51單片機的C語言編譯器。C語言可以調用匯編語言的子程序或子函數。因本系統界面比較龐大,控制較多且單片機的工作時序沒有嚴格要求,故在本系統中,單片機程序采用C語言編寫。 軟件總體設計系統監(jiān)控程序是控制單片機系統按照預定操作方式運轉的程序,是整個系統程序的框架。在本系統中,單片機的主要任務是用來顯示和操作者按下不同的按鍵后,執(zhí)行相應的任務,各個任務執(zhí)行的先后順序取決于鍵碼。根據這樣的功能和操作方法,程序總體結構采用鍵碼分析作業(yè)調度型,即作業(yè)調度完全服從操作者的意圖,操作者通過鍵盤發(fā)出作業(yè)調度命令,監(jiān)控程序接收到控制命令后,通過分析啟動對應的作業(yè)。 系統軟件設計采用模塊化設計的方法,它是把一個功能完整的較大的程序分解為
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